黑方台灌区灌溉渗透作用模拟分析

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1、分类号：密级：硕士学位论文黑方台灌区灌溉渗透作用模拟分析SimulationanalysisofirrigationinfiltrationonHeifangtaiirrigationarea申请人姓名：王庆涛指导教师：王念秦专业名称：地质工程研究方向：岩土体稳定与地质灾害防治西安科技大学二〇一五年五月学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对

2、本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了致谢。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：论文题目：黑方台灌区灌溉

3、渗透作用模拟分析专业：地质工程硕士生：王庆涛(签名)指导教师：王念秦(签名)摘要黄土台塬正在引起公众以及工程地质界的重视。这是因为引水灌溉工程、水电工程的扩建虽然提高了农业的基本产值，但也引起了较多的地质灾害，影响深远。本文以黑方台灌区塬边黄土斜坡为研究对象，通过对地质环境、斜坡灾害特征、灌溉水作用等较为全面的系统探索，取得的主要成果包括：（1）提出“塬边距”概念，建立“塬边距”水文地质模型和数学模型，利用GESTUDIO软件，进行非饱和瞬态渗流数值模拟。结果表明：“塬边距”（灌溉边界至塬边距离）是影响塬区及塬边斜坡体内地下水位抬升和渗透流速的关键因素，灌溉10年间，“塬边距”为1

4、00m和0m时，最大渗透流速由0.810m/d增加至0.850m/d；塬区地下水位线高程由灌前1642m上升至1660m和1665m，坡体内地下水位线高程由灌前1642m上升至1651.75m和1656.75m；-150kPa孔压线由分布于坡面和坡顶转移至仅分布于斜坡坡面。（2）基于“塬边距”概念模型，建立“灌溉强度”模型，进行非饱和瞬态渗流数4343值模拟。结果表明：灌溉10年间，灌溉强度由300×10m增加至900×10m时，最大渗透流速由0.810m/d增加至0.852m/d；塬区地下水位线高程由灌前1642m上升至1657.50m和1671.50m，斜坡体内地下水位线高程由

5、灌前1642m上升至1652m和1661m。（3）基于非饱和抗剪强度的极限平衡法，考虑地下水位线变化与斜坡土体内基质吸力分布状态的关系，并且利用了Morgenstern-Price法，对塬边斜坡地质模型进行了稳3定性分析。稳定分析结果是：当灌溉强度一定（500×104m/a），随“塬边距”的减小，斜坡稳定系数逐渐递减，当“塬边距”小于50m时，斜坡稳定系数均小于1.100，说明斜坡处于欠稳定或不稳定状态，“塬边距”50m是一阀值，称为斜坡稳定安全距离。（4）提出两套地下排水方案，即“竖井”和“平孔”排水，建立水文地质概念模型及数学模型，验证其排水时效性。对“竖井”方案，灌溉10年间

6、，“塬边距”由100m4343减小至0m、灌溉强度由300×10m增加至900×10m时，塬边斜坡稳定系数皆高于1.150；对“平孔”方案，灌溉10年间，“塬边距”由100m减小至0m、灌溉强度由4343300×10m增加至900×10m时，塬边斜坡稳定系数皆高于1.200。结果表明，两方案均能快速降低坡体内地下水位，减小了孔隙的水压，增大了有效正应力，增强了土体的抗滑力。关键词：黄土台塬渗流过程斜坡安全性地下排水方案论文类型：应用研究Subject：SimulationanalysisofirrigationinfiltrationonHeifangtaiirrigationar

7、eaSpecialty：GeologicalEngineeringName：WangQingtao（Signature）Instructor：Wangnianqin（Signature）ABSTRACTTheLoessPlateauisthefocusofpublicattentionandengineeringgeologicalcommunity.Thisisbecausetheirrigationproject,theconstructionofhydropow